終端構造制御を利用したダイヤモンド表面の超精密研磨技術の開発

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K14179
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 光田 好孝 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20212235)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ダイヤモンド / CVD合成 / 表面終端構造 / 表面研磨 / 欠陥

研究実績の概要

試料としてCVD合成されたダイヤモンド(100)単結晶（自立膜）、比較試料としてSiウエハ上に堆積されたダイヤモンド多結晶膜を用いて、１）ダイヤモンド表面構造の制御と決定、2)ダイヤモンド表面の力学的評価、3)ダイヤモンドの研磨の3段階の研究を行うものとして、初年度の研究を推進した。
これまでに、ダイヤモンド表面の終端元素を、HやO、あるいは無終端の緩和構造に変化させることを実現した。酸洗浄後の試料表面を超高真空環境において1400℃まで加熱することにより、全ての終端元素を脱離させ、無終端の表面緩和構造を得る。1000℃に加熱した無終端の表面に、D2分子を吹き付けることにより、D終端構造が得られる。あるいは、600℃に加熱した無終端の表面に、O2分子を吹き付けることにより、O終端構造が得られる。
これら3種類の表面のナノレベルの力学特性を、ナノインデンターを利用して表面摩擦係数の測定を試みた。平坦度が低いため、精度のある摩擦係数の測定には至っていないが、研磨方向を決定するために、各方位での摩擦測定を行っている。
また、同時に、これら3種類の表面の研磨を、平均粒径5μmのダイヤモンド砥粒を用いて低負荷研磨を実施している。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題を実現するための基礎となる表面構造制御方法を確立し、また、得られた表面の力学特性の評価を行うこともできた。これらの成果を利用して、各表面構造の試料の研磨に取りかかっている。
このように、おおむね順調に進捗していると考えられる。

今後の研究の推進方策

おおむね順調に進んでいるため、当初の計画通り、研究を遂行する。

次年度使用額が生じた理由

おおむね予定通りの研究費が使用されているが、若干の使用差額が発生した。これは、消耗品の購入の時期が若干ずれてしまったことに由来する。

次年度使用額の使用計画

生じた次年度使用額は消耗品の購入に充てる予定である。